唐兵兵

江蘇大唐國際如皋熱電有限責任公司 江蘇南通 226500

在國民經濟高速發(fā)展的今天，做為國民經濟的基礎產業(yè)的電力生產仍起到相當重要的作用，當前火力發(fā)電廠仍然是我國發(fā)電的主力機組，而且單臺機組的容量也在日益加大。合金鋼管在大型火電廠汽水系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。由于機組容量和參數(shù)的加大，所使用的合金鋼管的材質強度越來越高，合金成份越來越復雜，焊接性越來越差，管道的使用工況和環(huán)境也相對更加惡劣，管道及焊口出現(xiàn)裂紋的機率越來越大。大唐長山熱電廠1號爐（660MW機組）水冷壁聯(lián)箱管座四個焊口在試運過程中由于焊口裂紋同時發(fā)生漏泄，機組被迫停止運行，為了解決這一技術難題對水冷壁聯(lián)箱裂紋產生的原因做了系統(tǒng)的分析，以便于解決這些存在的問題，保證機組的長期穩(wěn)定運行。

1 聯(lián)箱管座產生裂紋的原因：

1.1 合金鋼材質本身（硫和磷）存在熱裂紋和冷裂紋的傾向

水冷壁聯(lián)箱和管座材質為15CrMoG?，F(xiàn)在大容量?￠高參數(shù)火力發(fā)電廠的汽水管道材質，要適應介質高溫、高壓的要求，而且厚度和重量又不能夠過大，所以各種汽水管道的材質普遍采用合金種類多、合金含量高的鋼材，從而導致管道金屬的碳當量過高，焊接性很差。如果焊接過程中不能及時的脫去大部分硫和磷等雜質，很容易產生裂紋。

1.2 焊接加熱和冷卻過程存在熱裂紋的傾向

由于焊接的過程是個不均勻的加熱的過程，而且加熱的最高溫度很高，加熱時焊縫金屬達到了熔化狀態(tài)（AC1溫度線），溫度梯度較大，焊縫金屬經過熔化、結晶和二次結晶的固態(tài)到液態(tài)，液態(tài)到固態(tài)的轉變過程。易造成金屬組織的不均勻性而產生焊接裂紋。

1.3 后熱和熱處理的過程

現(xiàn)在的大型火力發(fā)電廠的管道，特別是高溫、高壓的管道，大部分焊口都要進行焊后的消氫處理和高溫回火熱處理，目的在于消除擴散氫和焊接產生的殘余應力以及平衡金屬的組織，如果焊口在焊接過程中出現(xiàn)了小裂紋而未能夠及時發(fā)現(xiàn)，那么在熱處理的過程中裂紋極有可能被擴大，從而導致事故的發(fā)生。

1.4 長期運行過程存在著交變和蠕變應力導致產生裂紋

由于火力發(fā)電機組的頻繁啟停，管道冷熱交替，出現(xiàn)受熱不均勻的現(xiàn)象，產生交變應力而導致產生裂紋，

1.5 焊接缺陷導致產生裂紋

焊接過程結束后殘留在焊縫內部的焊接缺陷，如：夾渣、未焊透、未熔合等，在設備長期運行的過程中，受交變應力的作用，在上述缺陷的尖角處易產生裂紋。

2 如何防止產生這些裂紋缺陷

在聯(lián)箱制做前要對所使用的材料做嚴格的金屬檢驗和金相分析，以確保材料的合金含量和雜質含量達到使用的要求；

在焊接過程中，對熱裂紋傾向較大的材質和焊件，制定合理的焊接工藝，要嚴格控制焊接熱輸入，在易產生裂紋的溫度梯度內要控制停留的時間。

焊接此類重要的的結構，要選派持有合格證并實際操作經驗豐富的焊工，嚴格按照焊接工藝要求進行焊接操作，焊接整個過程要進行技術監(jiān)控和三級驗收。金屬檢驗如發(fā)現(xiàn)焊接缺陷要馬上處理。

焊口檢驗合格后要進行焊后熱處理，熱處理人員要嚴格按照工藝要求去做，確保焊口的組織和性能符合使用的要求。

去除焊口周圍容易引起應力集中的地帶，如拉筋等要割開一段，臨時支撐物等要割除。

3 對大唐長山熱電廠1號機組鍋爐水冷壁聯(lián)箱管座裂紋的處理方案：

（1）把漏泄處的聯(lián)箱管座連同支管從聯(lián)箱根部算起割除300 mm長度，對聯(lián)箱根部進行打磨，然后經金屬檢驗，確認無任何缺陷。

（2）用經金相檢驗合格的15CrMoG（φ38×7.5）管進行更換舊管。

（3）制定合理的焊接和熱處理工藝（包括預熱）措施。

（4）由持證焊工和熱處理工按照工藝要求嚴格執(zhí)行操作。

（5）焊后進行嚴格的射線和硬度檢驗，以確保焊口合格。

（6）將焊口下方拉筋割開150 mm長，以確保應力的釋放。

1號爐水冷壁聯(lián)箱經過以上工藝措施處理后，已經長時間設備運行，未出現(xiàn)問題。

4 結語

鍋爐承壓部件的安裝和焊接質量直接關系到的運行安全和經濟性，因此在實際火電廠鍋爐安裝、維修過程中，需要嚴格按照具體的操作規(guī)范要求來進行焊接質量控制和消除應力，確保每個承壓部件的安裝質量，以此來保證鍋爐運行的安全性和可靠性，為火電廠正常、穩(wěn)定的運營奠定良好的基礎。